CN1357084A - 用于皮带张紧系统的基于电流变/磁流变液体的减振器 - Google Patents

用于皮带张紧系统的基于电流变/磁流变液体的减振器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于皮带张紧系统的减振器,具有一个可转动地被安装于一个壳体中的活塞,它将壳体分成由一种液压液体填充的一个第一室和一个第二室。第一室和第二室通过一个节流点彼此连接起来,并且当活塞相对于壳体移动时,第一室和第二室的体积比被改变。本发明的目的是提供一种减振器,在曲轴的全部速度范围内,它具有可变化的衰减效果。最后,节流点作为至少一个环缝隙(22)构成。其中,在第一室和第二室(16’,16’’)中以及在该至少一个环缝隙(22)中包含有一种电流变和/或者磁流变液体,并且为环缝隙(22)的球面(14’,20)配置有可电控制的电容器极板面和/或者线圈装置。此外,根据所测得的代表带张力的变量来进行控制。

Description

用于皮带张紧系统的基于电流变/磁流变液体的减振器
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述类型的、用于皮带张紧系统的、基于电流变/磁流变液体的减振器。
在汽车中，发动机的附属装置由一个带驱动装置驱动。为此，驱动力由曲轴提供。通过皮带和皮带轮受到驱动的附属装置还包括有发电机，水泵，空调装置的压缩机以及助力转向机构中的液压泵。
驱动带具有较高寿命的前提条件是，稳定地保持合适的预应力。已知保证驱动带预应力的所谓皮带张紧系统。其中，带张力必须被这样调节：一方面不能过大，因为过大的张力将限制驱动带的寿命并且能够导致与之相连接的附属装置轴承的损坏；另一方面又不能过小，否则的话，在极端情况下导致皮带打滑或者发出刺耳的噪音。
上述的已有皮带张紧系统，已经在近几年的时间里一直由Mobea公司，(地址为：邮政信箱107，D-67564嗒登)进行批量生产，并且装备到不同型号的载重汽车中。这种皮带张紧系统另外还必须具有一个阻尼器，这是由于曲轴具有很大的不平衡的缘故。使用了带有摩擦阻尼器的皮带张紧系统或者带有摩擦阻尼器以及附加的液压阻尼器的皮带张紧系统。这些皮带张紧系统的组成中包括被安置于汽缸体上的静止不动的带有一个圆锥形承接件的构件，以及可以转动地被支承于该圆锥形承接件上的、带有安置于其上的张紧轮的一个张紧轮弹簧装置。圆锥形的承接件上设有摩擦衬。张紧轮通过与静止不动的构件相连接起来的一个扭簧被绷紧于驱动带上。当皮带的预应力改变时，张紧轮弹簧装置在装备有摩擦衬的圆锥形支承件内转动。这种具有摩擦阻尼器的皮带张紧系统，其恒定的阻尼效果仅能够在曲轴转速最高到大约2000U/min的范围内可调。
在带有摩擦阻尼器以及附加的液压阻尼器的皮带张紧系统中，在固定不动构件上安置有一个液压纵向缸体，由缸壳体中引出的活塞杆与可转动地安置的张紧轮弹簧装置连接在一起。当活塞杆纵向移动时，与活塞杆相连接并将缸体分隔成两个工作室的活塞(Verdraengerkolben)一起移动，其中，液体受挤压通过活塞上的通孔从一个工作室进入另一个工作室中。这种实施方式需要很大的构造空间。这里的阻尼状态是不可改变的。
本发明的目的是，提供用于皮带张紧系统的一种减振器，它能够在全部的曲轴转速范围内达到可变化的阻尼作用，并且需要的构造空间很小。
该目的是通过权利要求1特征部分中所给出的特征实现的。
电流变和磁流变液体受到均强或者交变电场或磁场影响时其粘度发生变化。在此，它们可以在几个毫秒的时间内使集合体状态在液态与固态之间发生改变。这样，能够实现具有极高动态速度的控制过程。这些液体能够无级地改变其流变学特性。通过改变液体的粘度，阻尼力可以根据所发生的皮带振动状况被调节。电流变液体或磁流变液体由一种悬浮于一种载体介质中的固体颗粒组成，它们通过电场和/或者磁场的作用可发生极化。已知其用于液压阀中，用于液压缸、振动器、粘性离合器、冲击阻尼器或者电机支承件(综述性文章见苏联的流体力学杂志，1979年第8卷第4期中的“电流变效应在工程实际中的应用”(  “Applications of the electrorheological Effect in Engineeringpractice”，Fluid Mechanics Soviet Research，Vol.8，No.4，July-August1979)。
通过本发明的构造，可根据一个高压信号改变环缝隙22中处于电容器极板面之间的电流变液体的粘度，因而通过相应的粘度控制能够将所发生的皮带振动在检测出来后衰减掉。
本发明的减振器能够没有大的耗费地被装备于已有的皮带张紧系统中。
本发明的其他有利特征及功能在下面借助于附图对实施例的说明给出。
图示为：
图1：具有通过法兰连接上的本发明减振器的皮带张紧系统的剖视图，
图2：具有减振器的皮带张紧系统的俯视图，
图3：减振器的局部放大纵剖视图，
图4：图3中减振器的横截面。
在图1中给出了一个具有摩擦阻尼器的皮带张紧系统1的剖视图，它具有通过法兰连接上的本发明减振器2。皮带张紧系统1由一个固定不动的构件3构成，它带有具有纵向轴线4的一个圆锥形承接件5。圆锥形承接件5上设置有一个摩擦衬6。一个张紧轮弹簧装置7可绕纵向轴线4转动地被安置于该固定不动的构件上，并且主要由一个盘状基件8和在中心安置的一个圆柱形套筒9组成，该套筒具有与圆锥形承接件5相匹配的一个圆锥形孔9’。
在本发明的另一个构造中，圆锥形承接件5上也可以不设置摩擦衬6。
另外，张紧轮弹簧装置7在盘状元件8上还具有径向向外伸展的、呈锥形收缩的一个支架臂10，它支撑着张紧轮11，该张紧轮贴靠在未示出的驱动带上。张紧轮弹簧装置7通过一个扭簧12被支撑于固定构件3上，因而张紧轮11反抗弹簧力而被张紧地贴靠在驱动带上。扭簧12的纵向轴线或者说旋转轴线与圆锥形承接件5的纵向轴线4相一致。
作为扭转振动减振器构造的减振器2被安置于盘状基件8的背离圆柱形套筒9的一侧上。减振器2由一个空心圆柱形壳体14构成，它通过螺栓被拧接于盘状的基件8上。在壳体14的中心，安置着一个圆柱形元件15，因而在圆柱形元件15和壳体内壁14’之间形成一个室16。此外，该室16还被盘状基件8和安置于壳体14上的盖件17所限定。在圆柱形元件15上安置着一个旋转活塞翼18，它伸入该室中、并一直延伸到壳体内壁14’上。
圆柱形元件15还具有一个轴19，它穿过盘状基件8的一个通孔20伸出，并且与固定不动的构件3固定连接起来。轴19的纵向轴线与转动轴及纵向轴线4相重合。
图2示出了具有减振器的皮带张紧系统的俯视图，其中没示出壳体14的盖件17，因而可以看到安装于壳体中的带有旋转活塞翼18的圆柱形元件15。图2中所示的、并在图1中予以说明过的相同构件以相同的参考标号表示。关于扭转振动减振器的构造的其它说明，将借助于局部细节图3和4随后进行，图3和4中给出了扭转振动减振器的纵向和横向剖面。
在图3中，以纵剖视图示出了圆柱形壳体14和上、下盖件17、17’，以及被安装于壳体14的中心位置上的圆柱形元件15和轴19。如已经对图1和2进行过的说明那样，壳体14被螺栓拧固于盘状基件8上，并且当张紧轮弹簧装置7绕旋转轴线4(它与轴19的纵向轴线相一致)转动时，也随着一起转动。这种转动在所示实施例中处于0至角度范围。角度在图4中示出，并且大致在0到90°之间。不过，该角度也可以选取任意的其它数值。与圆柱形元件15固定连接在一起的轴19，如上面已经在图1和2中描述过的那样，被安置在皮带张紧系统的固定不动构件3上，并因此不能转动。在图3和4中可见，在壳体内壁14’和圆柱形元件15之间安置了一个套筒20，它被支承于上、下盖件17、17’之中。
从套筒20上切下与最大转动角度相对应的一段。在套筒20与圆柱形元件15之间，设置了一个绝缘层21，在套筒20与壳体14之间，留有一条狭窄的环缝隙22。该环缝隙22以及与之相连接的室16被一种电流变液体填充。
被安置于圆柱形元件15上的旋转活塞翼18将室16分隔成一个第一室和一个第二室16’、16”。
环缝隙22的由壳体内壁14’和套筒20构成的、球形的(sphaerisch)边界面以已知的方式作为电容器极板面(Kondensatorflaechen)构成。为此，套筒20与一个可调的高压电源相连接。壳体接地。这些在附图示中未示出。
现在，由于变化的皮带预应力，张紧轮弹簧装置转动，壳体14以及被安装于盖件17、17’中的套筒20和绝缘层21，相应于张紧轮弹簧装置的旋转(通过箭头B示出)，相对于圆柱形元件15和安置于其上的旋转活塞翼18进行相对转动。这样，电流变液体从沿转动方向看的第一个室16”在旋转活塞翼18前被排挤通过环缝隙22，并流入第二个室16’、到旋转活塞翼18后面，第二个室的液体体积也相应地增大。
依赖于一个高压信号，在环缝隙22中的位于电容器极板面之间的电流变液体的粘度可以发生变化，因而通过相应的粘度控制能够使检测到所发生的皮带振动衰减下来。
作为表征皮带振动的测量量，可以求得如回行段力(Trummkraft)或者回行段移动(Trummbewegung)。该求得的测量量随后作为输入信号被输送给一个控制装置24(图1)。该控制装置24的输出信号是一个高压信号，它与该求得的测量量成比例。
另一个未示出的实施形式中，在套筒20和圆柱形元件15之间设置了另外的环缝隙，这样，当壳体转动时，电流变液体通过两个同心设置的环缝隙被排挤。在此，环缝隙能够并联连接，或者串联连接。
也可以用一种磁流变液体填充第一室和第二室以及环缝隙，并且在环缝隙区域中通过合适的装置建立可控制的磁场。它同样改变磁流变液体的粘度。如果填充一种既具有电流变特性、也具有磁流变特性的液体，可以组合使用电场和磁场来控制粘度。

Claims (3)

1.用于皮带张紧系统的减振器，具有一个安装于一个壳体中的活塞，它将壳体分成填充了一种液压液体的一个第一室和一个第二室，其中，第一室和第二室通过一个节流点彼此连接起来，并且当活塞相对于壳体有相对运动时，第一室和第二室的体积比被改变，这样，液压液体被从一个室通过节流点排挤到另一个室中，其特征为：所述相对运动是一种转动，其中活塞作为安置于一个圆柱形元件(15)上的旋转活塞翼(18)构成，并且壳体(14)和圆柱形元件(15)具有共同的旋转轴线，转动被限制在一个转角(0-)上，而节流点作为至少一个环缝隙(22)构成，其中，在第一室和第二室(16’，16”)中以及在至少一个环缝隙(22)中包含有一种电流变和/或者磁流变液体，并且为环缝隙(22)的边界面(14’，20)配置有可电控制的电容器极板面和/或者线圈装置，并且该控制是根据代表带张力的测量量进行的。
2.如权利要求1所述的用于皮带张紧系统的减振器，其特征为：设置了两个环缝隙(22)，它们串联连接。
3.如权利要求1所述的用于皮带张紧系统的减振器，其特征为：设置了两个环缝隙(22)，它们并联连接。
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